超临界CO2中胡椒碱无限稀释扩散系数与偏摩尔体积的测定及其在药物提取中的意义

本文采用色谱脉冲响应（CIR）和泰勒分散法首次系统测定胡椒碱在超临界CO2及液态醇中的扩散系数（D12），建立普适性流体动力学方程（D12/T=αηβ），揭示偏摩尔体积（PMV）近临界区负值突变特性，为超临界流体萃取（SFE）热敏性药物成分提供关键传质数据与理论支撑。

　　

研究亮点

理论方法

本研究采用色谱脉冲响应法（CIR）测量超临界CO₂中的扩散系数（D₁₂），而泰勒分散法则用于常压液态醇体系的测量——因为CIR法特别适用于解决泰勒分散法中响应曲线拖尾的难题。两种方法的基础微分方程、初始边界条件及近似解详见表S1。由于基础微分方程...

化学品与结构

表1列出了本研究所用化学品的纯度与供应商信息。胡椒碱的化学结构（(2E,4E)-5-(2H-1,3-苯并二氧戊环-5-基)-1-(哌啶-1-基)戊-2,4-二烯-1-酮）如图1所示。所有化学品均直接使用未进一步纯化，纯度以供应商提供数据为准。

装置与流程

本研究沿用先前实验装置[22]。CIR仪器的核心是一段表面涂覆特殊聚合物薄膜的毛细管扩散管，这种设计能稳定吸附极性溶质，避免传统泰勒分散法中因管壁吸附导致的曲线畸变问题。通过精确控制温度（308.2-343.2 K）和压力（12-30 MPa），我们捕获了超临界CO₂中胡椒碱的传质行为...

二元扩散系数揭秘

表2和表3分别展示了超临界CO₂（CIR法）和常压液态醇（泰勒分散法）中胡椒碱的扩散系数（D₁₂）数据，同时附注了溶剂密度、粘度、保留因子（仅表2）、不确定度（95%置信水平）以及无量纲德博拉数（DeSc^0.5）范围。CO₂的密度和粘度分别通过Span-Wagner方程和Laesecke-Muzny方程计算...

结论启示

通过CIR法与泰勒分散法的联用，我们成功获得胡椒碱在超临界CO₂和液态醇中的扩散系数数据。D₁₂/T与溶剂粘度的双对数曲线呈现优异线性关系，且该规律不受溶剂状态和种类的限制——这与多数化合物的传质行为一致。正如以往研究所示，此类相关性揭示了流体动力学的普适性机制...